RESEARCH OF THE FEED VALUES DISTRIBUTION OF LATHES IN THE PROBABILITY ASPECT
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2022.4.2Keywords:
scattering dispersion, kinematic chain, truncated normal distribution law, distribution curve, movement accuracyAbstract
The papers dealing with the research of feed dispersion on machine tools are analyzed in this work. A significant number of particular investigations on the given problem are determined both for turning machines and those of other technological purposes, particularly, drilling and milling machines. Most of these papers are based on the investigations of feed dispersion value for one individual machine. One of the trends of publications in this area is the application of probabilistic statistical methods. Analysis of the reasons of feed dispersion value of turning machines is carried out. Method for conducting experimental research is proposed. On the basis of this method, the feed values measurements of more than 20 turning machines of various sizes from 16B04P to 16K25, as well as accuracy (normal and increased) are carried out. 100- 120 measurements are made on various kinematic chains of all machines. The paper presents the results of measurements for nine kinematic chains of four machines are presented. The results of the measurements are processed on the basis of theory of probabilities and mathematical statistics. For this purpose, the characteristics of feed dispersion value – the average value, dispersion and mean square deviation are found. According to Krebs criteria, the values showed up sharply (gross errors) are rejected. The assumption is made and it is proved according to Kolmohorov and Pearson criteria that the feed value of turning machines on each of the investigated kinematic chains complies the left-truncated normal distribution law with ±3σ dispersion. Histograms, distribution polygons, as well as normal distribution curves of feed values are presented. This paper can create the basis for the investigation of the feed value influence (its stochasticity) on such parameters of the cutting process as power characteristics, as one of the considered causes of vibrations in the cutting process, as well as for the development of computer programs for studying the cutting process stochasticity.
References
Bohdanova, L.M., Vasilyeva, L.V., Guzenko, D.E., Kolodyazhny, V. M. A Software system to solve the multi-criteria optimization problem with stochastic constraints, Cybern Syst Anal 54, (2018) 1013-1018, doi:10.1007/s10559-018-0104-2
A. F. Torres, F. B. Rocha, F. A. Almeida, J. H. F. Gomes, A. P. Paiva and P. P. Balestrassi, Multivariate Stochastic Optimization Approach Applied in a Flux-Cored Arc Welding Process, in IEEE Access, 8 (2020) 61267-61276, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2983566.
A.F. Torres, F.A. de Almeida, A.P. de Paiva, J.R. Ferreira, P.P. Balestrassi & P. Henrique da Silva Campos Impact of stochastic industrial variables on the cost optimization of AISI 52100 hardened-steel turning process. Int J Adv Manuf Technol 104 (2019) 4331–4340, doi:10.1007/s00170-019-04273-1
G. Fodor, H.T. Sykora, D. Bachrathy Stochastic modeling of the cutting force in turning processes. Int J Adv Manuf Technol 111, (2020) 213-226, doi:10.1007/s00170-020-05877-8
Xuewei Zhang, Tianbiao Yu, Ji Zhao An analytical approach on stochastic model for cutting force prediction in milling ceramic matrix composites, International Journal of Mechanical Sciences, 168 (2020) 105314, doi:10.1016/j.ijmecsci.2019.105314
Xuewei Zhang, Tianbiao Yu, Pengfei Xu, Ji Zhao In-process stochastic tool wear identification and its application to the improved cutting force modeling of micro milling, Mechanical Systems and Signal Processing, 164 (2022), 108233, doi:10.1016/j.ymssp.2021.108233
Зубрецька Н.А. Нейронечітке управління точністю та стабільністю технологічних процесів механічної обробки деталей / Н. А. Зубрецька // Східно-Європейський журнал передових технологій, 2013 – № 3(63). – С. 49-53
Громовий, О. А. Шляхи удосконалення процесу обробки плоских поверхонь деталей фрезеруванням / Громовий, О. А., Виговський, Г. М., Балицька, Н. О. // Технічна інженерія, 2(86), 2020, С. 48–53.
Залога В. О. Динамічне управління коливаннями при точінні / В.О. Залога, Д. В. Криворучко, Ю. В. Шаповал, К. А. Дрофа. // Mechanics and Advanced Technologies. – 2017. – № 79. – С. 100–107
Залога В. О. Підвищення стабільності процесу різання шляхом зміни швидкості різання в процесі обробки / В. О. Залога, Р. М. Зінченко, Ю. В. Шаповал // Високі технології в машинобудуванні : збірник наукових праць. – Х. : НТУ «ХПІ», 2014. – Вип. 1 (24). – С. 59-70.
Шаповал Ю.В. Підвищення ефективності оброблення деталей на токарних верстатах шляхом керування динамікою процесу з високими частотами обертання шпинделя: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01. Житомир, 2018. 24 с.
Маслов А.Р. Диагностирование и контроль технологических систем в машиностроении: сб. материалов / сост. и ред. А.Р. Маслов. М.: Издательство «ИТО», 2008. 240 с.
Гордєєв О. Ф. Вібродіагностика верстата з використанням мереж Байєса / О. Ф. Гордєєв, Р. М. Полінкевич, Н. Т. Зубовецька, Т. І. Четвержук // Наукові нотатки. – 2013. – Вип. 40. – С. 62-69.
Шевченко В. В. Система діагностики працездатності різального інструменту на верстатах із ЧПК / Шевченко В.В,, Заєць С.С., Богачов Є.В., Коробцов Є.І. // Вчені записки Таврійського національного університету імені ВІ Вернадського. Серія: Технічні науки. – 2018. – №. 29 (68), № 2. – С. 198-202.
Гордєєв О. Ф. Безразборная диагностика стыков металлорежущих станков на основе самоподобия деформаций/ Гордєєв О. Ф., Четвержук Т. І. //Прогресивні технології і системи машинобудування. – 2014. – №. 1. – С. 99-105.
Перетяка Н. О. Аналіз даних теплового контролю шпиндельних опор настільного токарно-гвинторізного верстата/ Перетяка Н. О., Перетяка Н. А. //Вісник Вінницького політехнічного інституту– 2019 – № 2: С. 91-98.
Шевченко, О. В. Підвищення точності обробки на токарних автоматизованих верстатах шляхом мікрорегулювання положення різця / О. В. Шевченко, Т. Г. Гримуд // Вісник НТУУ «КПІ». Машинобудування : збірник наукових праць. – 2010. – № 59. – С. 59–64.
Кривий П.Д. Метод оцінювання статичної точності кінематичних ланцюгів подач консольних фрезерних верстатів / П. Д. Кривий, В. Р. Кобельник, В. В. Крупа, Н. М. Тимошенко // Прогресивні технології в машинобудуванні : збірник наукових праць, Львів-Плай. – Львів, 2020. – С. 103–105.
Кривий П. Вплив випадковості подачі на висоту мікронерівностей поверхні при її точінні або розточуванні / П. Кривий, Н. Тимошенко, М. Шарик, В. Крупа // Львів : Машинознавство. – 2013. – № 9-10 (195-196). – С. 76-83.
Крупа В. В. Металорізальні інструменти з асиметричним розміщенням лез для оброблення глибоких отворів циліндрів : дис. канд. техн. наук, спец. 05.03.01 / Крупа Володимир Васильович – Тернопіль, 2015. – 185 с.
Кобельник В.Р. Методика дослідження кінематичної точності механізму подач вертикально-свердлильних верстатів, на прикладі моделі 2Н118 / Кобельник В.Р. Кривий П.Д. // Процеси механічної обробки в машинобудуванні : зб. наукових праць. Житомир : ЖДТУ, 2010 . – Вип. 8. С. 99-108.
Кобельник В. Р. Підвищення ефективності процесу свердління наскрізних отворів регулюванням подачі: дис….. канд. техн. наук, спец. 05.03.01 / Кобельник Володимир Романович – Тернопіль, 2013. – 168 с.
Дубина С. Я. Дослідження точності кінематичних ланцюгів подач фрезерних верстатів загального призначення : кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю «133 – галузеве машинобудування» / С. Я. Дубина. – Тернопіль : ТНТУ, 2020. – 82 с.
Кобельник В.Р. Використання методу ітерацій для дослідження точності подач металорізальних верстатів/Кобельник В.Р, Крупа В.В., Тимошенко Н.М. // Машинобудування очима молодих: прогресивні ідеї – наука – виробництво: тези допов. – Краматорськ: ДДМА, 2018. С. 78-80.
Кривий П. Д. Уточнений метод апріорно-емпіричних функцій визначення закону розподілу та його характеристик на основі малої вибірки / П. Д. Кривий, Н. М. Тимошенко, В. О. Дзюра, В. Р. Кобельник // Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій: тези допов. 14-15 травня 2020 року. – Тернопіль, ТНТУ – 2020. – С. 132–133.
Кривий П.Д. Методика визначення впливу подачі на силу різання при розточуванні та зенкеруванні з використанням теорії малої вибірки / Кривий П.Д., Крупа В.В. // Матеріали Всеукраїнської науково-технічної конфе-
ренції «Прогресивні технології у машинобудуванні». Львів : В-во Львівської політехніки, 2016. С. 35-36.
Лоєв В. Ю. Вплив нерівномірності подач та обертів шпинделя на процеси лезової обробки деталі / Лоєв В. Ю., Отаманський В. В. // Всеукраїнська науково-практична on-line конференції аспірантів, молодих учених та студентів : тези допов. Житомир, ЖДТУ – 2014. – С. 157-158.
Stepchyn Y. Decrease of surfaces roughness for parts processed with edge tool by improvement of the lathe working components uniform feed / Yaroslav Stepchyn, Valentyn Otamanskyi // Scientific Journal of TNTU. – Tern. : TNTU, 2017. – Vol 88. – No 4. – P. 119–128.
Отаманський, В. В. Покращення шорсткості поверхонь деталей, оброблених лезовим інструментом шляхом підвищення рівномірності подачі супорту (столу) / Отаманський, В. В., Ковальчук В. С. // Всеукраїнська науково-практичної on-line конференції аспірантів, молодих учених та студентів, присвяченої дню науки: тези допов. Житомир ЖДТУ, 2017. С. 10-11.
Отаманський, В. В. Математичні моделі впливу нерівномірності подачі на шорсткість поверхонь деталей, оброблених лезовим інструментом // Всеукраїнська науково-практичної on-line конференції аспірантів, молодих учених та студентів, присвяченої дню науки: тези допов. Житомир ЖДТУ, 2016. С. 26-27.
Kryvyi, P., Dzyura, V., Tymoshenko, N., Maruschak, P., Nugaras, J., & Prentkovskis, O. (2018). Probabilitystatistical estimation method of feed influence on as-turned finish of steels and non-ferrous metals. Metals, 8(11), 965. https://doi.org/10.3390/met8110965
V. Krupa, N. Tymoshenko, V. Kobelnyk, I. Petrechko, Probability-statistical estimation method of feed influence on the tangential cutting force under turning, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 114/1 (2022) 22-31. DOI: https://doi.org/10.5604/01.3001.0016.1480
Кривий П. Д. Конструкторсько-технологічні передумови підвищення якості оброблення глибоких отворів тонкостінних циліндрів / Кривий П. Д., Крупа В. В., Продан В. І. // Вісник ТДТУ. – 2010. – Том 15. – № 1. – С. 147-156.
Крупа В. В. Визначення конструкторсько-технологічних параметрів багаторізцевих розточних головок з поділом припуску та подачі / Крупа В. // Вісник ТНТУ. – 2011. – Том 16. – № 1. – С. 105-117. – (машинобудування, автоматизація виробництва та процеси механічної обробки).
Кривий П. Д. Конструкторсько-технологічні параметри багаторізцевих розточних головок з радіусними вершинами різців / П. Д. Кривий, В. В. Крупа // Міжвузівський збірник «Наукові нотатки». Луцьк, 2011. – Вип. 33– С. 92-99.
Кривий П. Д. Інструментальне забезпечення процесу розточування глибоких отворів тонкостінних циліндрів / П. Д. Кривий, В. В. Крупа // Машинобудування України очима молодих. Прогресивні ідеї – наука – виробництво : тези допов. ЖДТУ. – 2011. С. 22
Кривий П. Д. Розточувальні інструменти з попарно-асиметричним розміщенням лез для оброблення глибоких циліндричних отворів / П. Д. Кривий, В. Р. Кобельник, В. В. Крупа, В. Г. Яковлєв // Технічні науки та технології. – 2016. – № 2 (4). – С. 28-35.
Кривий П. Д. Підвищення продуктивності процесу і якості плоскої поверхні сформованої комбінаційним торцевим фрезеруванням / Кривий П.Д., Кобельник В.Р., Крупа В.В., Мимрик Н.П. // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії : збірник наукових праць. Краматорськ : ДДМА, 2019, – № 3 (47). – С. 199-206.
Лоєв В. Ю. Підвищення ресурсу точності прецизійних металорізальних верстатів шляхом поновлення вихідних нормативних параметрів/ Лоєв, В. Ю.,. Соловйов А. В. // Всеукраїнська науково-практичної on-line конференції аспірантів, молодих учених та студентів, присвяченої дню науки: тези допов. Житомир ЖДТУ, 2016. С. 21.
Вентцель Е. С. Теория вероятностей. / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. – М. : Наука, 1969. – 432 c.
Колкер Я. Д. Математический анализ точности механической обработки деталей. / Я. Д. Колкер // Киев : Техника – 1979. – 200 с.
Літнарович Р.М. Побудова і дослідження математичної моделі за джерелами експериментальних даних методами регресійного аналізу: навчальний посібник, МЕГУ, Рівне, 2011. – 140 с.
